Przedwzmacniacz ładunkowy

Opracowany układ przedwzmacniacza ładunkowego, dzięki zastosowanym rozwiązaniom, ma skutecznie zabezpieczone wejście przez udarem napięciowym, a zarazem może poprawić jej własności (lepszy stosunek sygnał-szum, większe wzmocnienie). Zastosowanie rozwiązania pozwala na nową metodę rozładowania pojemności sprzężenia zwrotnego co jest bardzo istotne w superniskoszumiących detektorach promieniowania X stosowanych np. przy badaniu składu powierzchni różnych materiałów.

Unikalne cechy tego rozwiązania to:

• zdolność do samozabezpieczania wejścia wzmacniacza przed wyładowaniem w detektorze. Jest to szczególnie istotne w systemach detektorowych stosowanych zarówno w układach eksperymentalnych, jak i komercyjnych (np. w medycynie urządzenia prześwietlające). Dotychczasowe układy albo takich zabezpieczeń nie posiadają, albo są w nie wyposażone dodatkowo.
• zastosowanie rozwiązania poprawia parametry urządzenia - zwiększa jego wzmocnienie, a dla większych pojemności detektorów poprawia stosunek sygnał/szum zamiast pogarszać te parametry,
• w przedstawionym rozwiązaniu możliwa jest nowa metoda rozładowania pojemności sprzęgającej - rozładowanie przez źródło,
• układ może zostać zaimplementowany w chipie,
• odejście od zerowej wartości prądu pozwala na rozładowanie pojemności C_f ze gromadzonego ładunku o dowolnym znaku ze stałą czasową, która może osiągnąć nawet kilka minut. I tak np. niska dolna częstotliwość układu wraz z bardzo dobrymi własnościami szumowymi umożliwiają np. rejestrację sygnału EKG przy zastosowaniu sondy pojemnościowej (bez jej kontaktu z ciałem pacjenta),
• układ umożliwia ekstremalnie czułe pomiary ładunku generowanego tak w układach biologicznych jak i w innego rodzaju sondach pomiarowych przy doskonałych własnościach szumowych i dużej oporności wejściowej rzędu 10¹²-10¹³ Ω. Układ przy zachowaniu swych własności ma wejście układ w pełni zabezpieczone przed przepięciami i mogącym się pojawić przypadkowo ładunkiem elektrostatycznym.

Opisane układy mogą być użyte jako tzw. analog front end detektorów promieniowania X, gamma, alfa oraz beta między innymi w sprzęcie medycznym (aparaty rentgenowskie, mammografy, CT, SPECT, PET), militarnym (wykrywanie i identyfikacja izotopów), przemysłowym (pomiary grubości produkowanych folii czy taśm) oraz w ochronie radiologicznej. Jedną z ich głównych zalet jest duża czułość, co zwiększa potencjał komercyjny urządzenia. Innym potencjalnym kierunkiem komercjalizacji wynalazku jest jego zastosowanie w superniskoszumnych detektorach promieniowania X, stosowanych np. przy badaniu składu powierzchni różnych materiałów. Innymi bardzo czułymi urządzeniami, w których można zastosować opisane układy, są bramki radiometryczne, montowane na lotniskach, wysypiskach śmieci oraz innych instytucjach narażonych na kontakt z promieniowaniem.

Uniwersytet Jagielloński poszukuje inwestora do licencjonowania tych opracowań. Rozwiązania zostały zgłoszone do ochrony patentowej w trybie międzynarodowym. Pierwsze z nich uzyskało już patent w Stanach Zjednoczonych.

Uniwersytet Jagielloński
Centrum Transferu Technologii CITTRU
www.sciencemarket.pl